地铁防淹门简介教学内容

地铁防淹门简介
防淹门系统作为地铁的防灾设备,主要应用在水系复杂、常年蓄水或地处海域海岛的地区,如地处珠江三角洲的广州、长江三角洲的上海、海岛的香港.地铁在以地下线路穿越河流或湖泊等水域时,应考虑在进
出水域的隧道两端的适当位置设置防淹门,以预防因意外使洪水进入隧道和车站,预防造成大范围的人身伤亡和财产损失,有效保护地下设备和人身的平安.
图I地铁越及防流设施布置方案示意图
防淹门系统主要由机械系统和监控系统两局部组成.防淹门机械局部主要由闸门门叶、门槽、启闭设备、锁定装置等部件组成 ,防淹门监控系统由液位传感器、现场限制装置〔PLC〕、限制柜〔箱卜报警设备、限制电缆等组成. 系统功能主要包括区间水位监视和报警、门体状态监控等.
区间水位监视和报警在区间废水泵房内设置液位传感器〔或液位变送器〕,用于采集区间水位信息,并将这些信息传送至防淹门室主限制装置. 主限制装置对水位进行分析综合后,驱动车站车控室和防淹门室内相关指示灯
警笛、警铃动作,并将水位及设备相关状态传输到车站限制室工作站,在车
站限制室及防淹门室能对区间水位进行自动监测及报警.当区间水位超过系
统相应设定值时,系统自动向防淹门限制室、车站限制室报警.
当区间水位到达影响列车正常运行的临界水位时 ,或者区间水位及其变化趋势危及列车正常运行时,系统自动向相关车站限制室发出区间水位报警信号.
区间水位按四级监视、两级报警设置.一般区间最低里程处钢轨底以下
100 mm处设为一级水位预报警,即系统报警临界水位〔此水位将危及信号系统的正常
工作〕；区间最低处钢轨顶面以上60 mm处为四级水位,即危险水位〔此水位将危及机车的正常工作〕.
根据系统需要,一级与四级水位之间,设置二级水位和三级水位.一级水
位与二级水位之间、二级水位与三级水位之间作为水位上涨速度监测区,水位上涨速度〔暂定50 mm/min,系统可调〕作为危险水位报警信号.水位预报警信号和危险水位报警信号均由防淹门系统主限制装置上传至车站级主控系
统,主控系统终端显示状态信号并报警,防淹门状态信息和区间水位信息由
主控系统上传至限制中央〔OCC〕,实现中央级的监视功能.
中央级监视功能在车站,车站级的主控系统集成防淹门系统,防淹门状态
信息和区间水位信息通过车站级的主控系统上传至限制中央,实现了对全线防淹门状态、被监视区间水位的集中监视功能.
车站限制室具有对本站防淹门系统的状态、被监视区间水位、水位上涨速度监视的功能.防淹门系统主限制装置PLC通过RS485与主控系统进行接口,可以实现数据共享和远程监视功能.另外,车控室的HP盘〔应急限制盘〕
通过硬线与防淹门系统主限制装置PLC连接,实现远程限制功能.
区间水位信息和防淹门状态信息通过系统主限制装置PLC显示和报警,防淹
门的现场限制箱〔柜〕设置.
门体限制的功能按钮和状态指示灯,实现现场限制.
防淹门机械系统的设计主要包括闸门门叶的设计、启闭设备的选型设计、锁定装置的选型设计等.
防淹闸门的形式主要有升降式和平开式两种.升降式闸门又叫平面滑动式闸门,门体为单扇,属平面多主梁焊接钢结构件,两侧采用钢基铜塑材料作为滑动导向块,与
门槽配合,在门槽内上下滑动,实现闸门在隧道内开闭和水流通道的动作.门体底部需要与地铁行车轨道配合设计,做特殊处理,与轨道接触的地方采用橡胶块做防水处理.门体上装2个闸阀,用于在门体关闭状态下
把车站的水向区间排放.闸门的宽、高根据限界要求确定,一般为 3. 8 m〔宽〕X4.
2 m〔高〕,闸门量约为10 t,能依靠自重在
3 m水深涌水条件下关闭.门体通过钢丝绳与双钩电动萌产连接,钢丝绳又作为传动介质.闸门外表采用热喷锌的防腐处理,延长使用寿命,减少维护工作量.在正常运营模式时,闸门悬挂在站厅层,处于锁定装置的上方；闸门的维修和保养均在站厅层.升降式防淹闸门的外形结构及在车站的布置.门槽作为闸门下滑的导槽,结合土建结构门框二期施工装在土建结构上.闸门的止水橡胶块在外力的作用下,紧贴在门槽上,止水性能良好.降式闸门槽结构简单,周边止水差,操作设备布置在有水的一侧,要求防水性能好,但工程造价高,且不利于设备的检修和维护.
综上所述,防淹门系统属于防灾设备,通常处于闲置状态,极少使用,闸门的设计主要考虑维护和保养.闸门的选型主要由车站结构确定,升降式闸门一般应用在设有站厅层的两层车站,平时悬挂在站厅层；而平开式闸门设于只有站台层的单层结构车站,正常状态下掩存在隧道侧壁.如果车站结构条件允,一般选择升降式闸门.
防淹闸门的起闭设备一般有双钩电动的产和油缸起闭机.升降式闸门采用双钩电动的产作为驱动源,平开式闸门采用油缸起闭机作为驱动源.双钩电动荫产采用非标设计,18 5 kW的电动机.同轴驱动2X80 kN的双钩的产,提升速度约5 m/min,提升高度为6 m；设有开度显示和限位器,设置手动释放装置,电源故障时,利用闸门的自重,操作手动释放装置来关闭闸门.双钩电动的产结构尺寸小、造价低、维修方便,完全符合工程应用的要求.
液压油缸起闭机采用水利工程常用的QPPY系列启闭机,带自锁功能.油缸起闭机
一般安装在隧道侧,处在水淹区域 ,给维修带来一定难度,且与区间管道的布置有冲突.
扇升降式闸门配置两台同步电动锁定装置,安装在站厅层防淹门设备室内
闸门门槽两侧.在闸门开门到位时,电动锁定装置推动锁定梁锁定闸门；在闸门关闭时拉开锁定梁使闸门下落关闭,电动锁定装置平开式闸门依靠液压油缸的自锁功能进行锁定考虑其平安可靠性 ,应增加机械锁定机构,通过人工限制锁定和解锁.
防淹门的限制系统采用可编程限制器〔PLC〕作为限制主设备,采用液位传感器作为水位信息采集装置.当隧道开始积水时,系统发出预报警信号,并驱动电铃；当隧道区间水位到达危害列车行驶平安时,系统发出危险报警信号,同时警笛报警；经人工确认后,由人工操作“请求关门〞按钮向信号系统发出请求关门信号,信号系统确认区间没有列车行驶后,回复允许关门信号.防淹门系统收到允许关门信号后,由人工操作关闭闸门.
根据系统功能的需要,防淹门系统与主控系统、信号系统存在功能接口关系.防淹门系统与主控系统的接口实现了防淹门系统现场限制器经通信接口与主控系统交换机连接,通信介质为光纤,配备一套光电转换器.防淹门状态信息经光纤传至主控系统终点设备.防淹门系统现场限制器与旧P盘的通信采用
硬线,实现远程限制,包括开门、关门、操作停止、关门请求等,并设置状态指示灯.
防淹门系统与信号系统采用硬线通信,防淹门系统给信号系统提供开门锁定信号和请求关门信号；信号系统给防淹门系统提供同意关门信号和不同意关
门信号.为预防误操作关闭闸门,信号系统同意关门信号与锁定装置存在电气联锁关系.当防淹门系统收到同意关门信号后,锁定装置才能动作并使闸门关闭.
目前针对城市轨道交通防淹门设置有明确规定的有?城市轨道交通工程项目建设标准?〔建标104-2021〕及?地铁设计标准?〔GB50157-2003〕,其中?地铁设计标准?只
有一句话：对下穿河流或湖泊等水域的地铁工程,应在进出水域的两端适当位置设置防淹门或采取其它防淹举措.而在?城市轨道交通工程工程建设标准?中有比拟详细的规定：第五十八条,对于穿越通航的江、河、湖泊的隧道,应考虑未来100年河床断面受冲淤的变化对隧道平安的影
响,根据国家水利及航运部门要求,按国家水利部门批准的,对防洪、防汛、防潮汐的评价要求,合理拟定隧道顶部的覆盖层厚度,制定穿越堤防的工程措施,跨江隧道两端的岸边适当位置或车站临江端必须设置防淹门；第七十九条,对穿越〔通航〕的江、河、湖水域的区间隧道应在离开水域的两端适当位置设置防淹门；第四十四条“车站配线的规定〞的条文说明中,进一步阐述“在靠近隧道洞口或临近江河岸边的地下车站,应设防淹门,目的是万一发生水淹时,可以采取紧急隔断举措.
标准给定设置防淹门的条件不是特别清楚,但明确了设置防淹门的目的：轨道交通线路下穿江、河、湖水域,万一发生水淹时,可以采取紧急隔断措施,保证车站人员及重要设备的平安、及时转移,但应排除地震、战争等不可抗力因素造成的环境.
根据标准要求和防淹门设置目的,本文总结了防淹门设置的原那么,在轨道交通线路下穿江、河、湖水域时,一般应设置防淹门,以下情况可不设置防淹门：
〔1〕线路穿越不通航客轮、货轮、游轮的小河、涌等水域,此水域截面平均
面积小于4m〔深〕X100m 〔河道宽度〕时可不设防淹门,假设发生隧道破裂,可采用人工堵截、车站内人防门关闭或其他防淹举措进行防水.
〔2〕线路穿越不通航客轮、货轮、游轮的小河、涌等水域,此水域截面平均面积大于4m〔深〕X100m 〔河道宽度〕时,且线路穿越的水域位置处于河网受控区域,即假设轨道交通线路所穿越的水域在河网内节制闸门的保护范围内,那么可不设防淹门,否那么,在隧道两端的车站内应设置防淹门.
〔3〕线路穿越水域的轨道交通车站内最低轨面高于此水域的常年最高水位,
符合条件的车站一侧可不设防淹门.
〔4〕线路穿越水域的轨道交通隧道区间埋深较深〔一般大于2倍隧道直径〕
或隧道区间采用明挖法施工的,隧道区间两端可不设置防淹门.
〔5〕线路穿越水域时,由于意外事故导致隧道破裂引起的水域对某些点〔车站〕的威胁不至于扩大到对更大范围或整条线的威胁,综合考虑行车、工程费等各种因素,可不设置防淹门.如对地铁线路中的某些小岛上只设置了一座车站,线路由此车站通向两侧车站均需过水域,此时两侧隧道的意外入水最坏情况会淹掉岛上车站及区间,不会对其他主要线路及车站造成影响,在这种情况下,岛上车站两侧不设置防淹门,如广州地铁4号线官洲站.
轨道交通受水淹影响的范围必须是可控的,水淹损失必须是可以预见的, 并且是可承受的；水淹范围可通过自然限定的条件〔水源有限或车站轨面高程
高于水面〕进行限制,当自然条件无法限定时,应通过江或河道外部设施〔如
节制水闸〕或通过轨道交通内部设施〔如防淹门〕进行限制.
目前在建的广东珠三角城际轨道莞惠工程,正线全长99.8km,线路地下工
程隧道区间总共长53.4km,线路下穿了东莞的寒溪河、惠州的西湖和东江三处
水域.在下穿寒溪河水域处,寒溪河属于不通航水域,水域截面面积4.2m^?〕
X100m ,下穿此水域的隧道区间覆土深度约有37m,进出此水域两端未设置防
淹门；在下穿西湖水域处,西湖为天然湖泊,无通航条件,下穿此水域隧道区间采用明挖法施工,覆土深度约15m,进出此水域两端未设置防淹门；在下穿东江水域处,东江属于IV级通航水域,水域截面面积约为14m〔深〕X500m,下
穿此水域隧道区间采用盾构法施工,覆土深度约14m,小于2倍隧道直径,进
出此水域两端在车站范围内设置了防淹门.莞惠工程防淹门设置通过了专家评审,并得到上级相关部门的认可.
防淹门设置原那么与平安风险LEC评估法.可以考虑引进平安评价中对潜在
危险源进行半定量评价的方法,LEC评价法.该方法采用与系统风险率相关的
3种方面指标值之积来评价系统中人员伤亡风险大小,这3种方面分别是：L为
发生事故的可能性大小；E为人体暴露在这种危险环境中的频繁程度；C为一
旦发生事故会造成的损失后果.风险分值D=LEC o D值越大,说明该系统危险性大,需要增加平安举措,或改变发生事故的可能性,或减少人体暴露于危险环境中的频繁程度,或减轻事故损失,直至调整到允许范围内.
对城际轨道线路下穿水域进行平安评估,以此对防淹门设置的必要性进行
半定量的评估,对是否设置防淹门或采取其他防淹举措提供参考依据.可以参
考根据以下内容修正,并相应赋值.根据公式,进行风险分析：风险D=LEC.
计算D值,判断评价危险性的大小,以此可以参考是否设置采用防淹门进行降低车站及隧道区间被淹的危险性.其中的关键还是如何确定各个分值,以及对乘积值的分析、评价和利用.
以上数值是根据LEC评价方法计算得出,总分在20以下是被认为低危险的,这样的危险比日常生活中骑自行车去上班还要平安些；如果危险分值到达70〜160之间,那就有显著的危险性,需设置防淹门；如果危险分值在160以
上,必须设置防淹门,以降低环境的危险性,提升车站及隧道区间的平安度. 另外值得注意的是,引进LEC风险评价法对L、E、C进行赋值以及危险等级的划分,一定程度上需凭经验判断,应用时需要考虑其局限性,根据实际情况予以修正.
上述实例中莞惠工程线路下穿三处水域,参照LEC评价方法均可得出,在穿越东
江水域时需设置防淹门,其他两处水域可不设防淹门,采取其他一般防淹举措即可.
广州地铁二号线工地上四位把门的“铁将军〞四扇各重9.17吨的地铁
防淹门.当隧道破裂、珠江水涌进地铁站等意外事故发生时,这4扇闸门能够根据信号,自动在1.5分钟内紧急关闭,以预防事故扩大.每扇防淹门能抵御的最大水压冲力是419吨,相当于1平方厘米大的指甲承受23公斤的压力,堪称铜墙铁壁.同时,门槽四周采用P型橡胶水封,与机车轨道接触的局部那么采
用特殊结构,使得闸门关闭时,闸门与轨道之间滴水不漏.
兰州轨道交通工程,如何在复杂的地下施工,设计单位攻克了不少难题.目前,兰州轨道交通1号线一期工程的地铁管线迁改已全面开工,工程分两期进行,一期迁改8月15日前完成.同时,轨道交通试验段正已掘进120米,安装
管片95组.记者从兰州市轨道办得悉,根据轨道交通工程施工管线迁改工作统
一安排,委托中铁一院负责总体设计,各权属单位具体负责迁改设计、施工和监理.管线迁改工作分为两期实施.一期迁改主要包括影响车站主体结构施工
的永久迁改和临时迁改管线,由各权属单位组织实施.二期迁改主要包括一期
不具备实施条件的永久迁改管线和临时迁改管线、原位保护管线、临时破除管
线、影响附属施工的管线、需要回迁的管线,全部划入到相应土建标段的工作内容,由土建单位负责实施,各权属单位配合完成.管线迁改按先重力后压力、先深后浅的原那么,依次为雨、污水管,有压管〔包括热力、自来水、天然
气〕,最后为电力及通信类柔性管线.一期管线迁改工作力争8月15日前全部完成.截至6月30日,雨、污水管线一期迁改共涉及13个站、2个区间,共计9989.3米.累计完成3600米,约占本期全部工程量的36%.。